JP2007294007A - Disk drive device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はディスク・ドライブ装置及びその制御方法に関し、特に、ヘッド素子部とディスクとの間のクリアランスを調整するヒータを備えるディスク・ドライブ装置のヒータ制御に関する。 The present invention relates to a disk drive device and a control method thereof, and more particularly to heater control of a disk drive device including a heater for adjusting a clearance between a head element unit and a disk.
ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスクあるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ(HDD)は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、携帯電話、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、HDDの用途は、その優れた特性により益々拡大している。 As a disk drive device, a device using a disk of various modes such as an optical disk, a magneto-optical disk or a flexible magnetic disk is known. Among them, a hard disk drive (HDD) is used as a computer storage device. It has become widespread and has become one of the storage devices that are indispensable in current computer systems. Furthermore, the use of HDDs such as a removable memory used in a moving image recording / reproducing apparatus, a car navigation system, a mobile phone, a digital camera, etc. is expanding more and more due to its excellent characteristics.
HDDで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックを有しており、各データ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データとユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・データの間には、複数のデータ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。 The magnetic disk used in the HDD has a plurality of data tracks formed concentrically, and each data track has a plurality of data including a plurality of servo data having address information and user data. A sector is recorded. A plurality of data sectors are recorded between each servo data. The head element part of the head slider supported by the oscillating actuator accesses the desired data sector according to the servo data address information, thereby writing data to the data sector and reading data from the data sector. It can be performed.
磁気ディスクの記録密度の向上には、磁気ディスク上を浮上するヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを小さくすることが重要である。このため、このクリアランスを調整するいくつかの機構が提案されている。そのうちの一つは、ヘッド・スライダにヒータを備え、そのヒータでヘッド素子部を加熱することよってクリアランスを調整する。本明細書において、これをTFC(Thermal Flyheight Control)と呼ぶ。TFCは、ヒータに電流を供給して発熱させ、熱膨張によってヘッド素子部を突出させる。これによって、磁気ディスクとヘッド素子部との間のクリアランスを小さくする。TFCについては、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1は、温度によって変化するヒータ素子の抵抗値を測定し、その値に応じてヒータ・パワーを補償するようにヒータ素子への出力を調整することを開示している。
TFCは、HDDの使用中に数兆回におよぶヒータのON/OFFを繰り返す。このため、TFCの長期信頼性が懸念される。発明者らの検討から、TFCによってヒータのON/OFF繰り返すことで、ヒータ材料が熱膨張・熱収縮によって金属疲労を起こし、ヒータの断線や、エレクトロマイグレーションによるショートが起こりうることがわかった。また、ヒータとその周囲の部材との境界において、材料の違いによるクラックが発生することがある。従って、ヒータ素子の劣化を正確に検出もしくは予想し、それに対応した処理を行うことが要求される。 The TFC repeats ON / OFF of the heater several trillion times during use of the HDD. For this reason, there is a concern about the long-term reliability of TFC. From the investigation by the inventors, it has been found that by repeating ON / OFF of the heater by TFC, the heater material causes metal fatigue due to thermal expansion and contraction, and the heater can be disconnected or short-circuited due to electromigration. In addition, cracks due to material differences may occur at the boundary between the heater and surrounding members. Therefore, it is required to accurately detect or predict the deterioration of the heater element and perform a process corresponding to it.
本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、前記ヒータの抵抗値を予め設定されたタイミングで測定する測定回路と、前記測定した抵抗値を参照して前記ヒータが抵抗不良かを判定し、抵抗不良である場合にそのエラー対応処理を行うコントローラを備えるものである。ヒータの抵抗値をモニタし、抵抗不良である場合にそのエラー対応処理を行うことで、ヒータ抵抗の経年劣化によるエラーを低減することができる。前記コントローラは、好ましい一例において、前記エラー対応処理において、ホストに対して前記ヒータの抵抗不良を通知する。これによって、ホスト側において、ヒータの劣化に対応した処理を行うことができる。 A disk drive device according to an aspect of the present invention includes a slider that floats on a rotating disk, a head element portion that is disposed on the slider, and a head element portion that is disposed on the slider and protrudes by thermal expansion. A heater for adjusting a clearance between the disk, a measurement circuit for measuring a resistance value of the heater at a preset timing, and determining whether the heater has a resistance failure with reference to the measured resistance value; A controller is provided for performing error handling processing when the resistance is defective. By monitoring the resistance value of the heater and performing an error handling process when the resistance is defective, errors due to deterioration of the heater resistance over time can be reduced. In a preferred example, the controller notifies the host of a resistance failure of the heater in the error handling process. As a result, processing corresponding to the deterioration of the heater can be performed on the host side.
前記コントローラは、前記エラー対応処理において、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行うことが好ましい。ヒータ劣化によってクリアランスが増加している場合に、データの書き込みエラーを低減することができる。さらに、前記コントローラは、温度検出器の検出温度が基準温度以下である場合に、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う。これによって、パフォーマンスの低下を抑制しつつ、データの書き込みエラーを低減することができる。さらに、前記ヒータが定電流駆動されている場合に、前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外に低下した場合、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う。あるいは、前記ヒータが定電圧駆動されている場合において、前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外に増加した場合、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う。 The controller preferably performs a confirmation process of user data written by the head element unit in the error handling process. When the clearance is increased due to heater deterioration, data write errors can be reduced. Further, when the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than the reference temperature, the controller performs confirmation processing of user data written by the head element unit. As a result, it is possible to reduce data write errors while suppressing performance degradation. In addition, when the heater is driven at a constant current, the controller performs a process of confirming user data written by the head element unit when the resistance value of the heater falls outside a reference range. Alternatively, when the heater is driven at a constant voltage, the controller performs a process of confirming user data written by the head element unit when the resistance value of the heater increases outside the reference range.
好ましい一例として、前記コントローラは、前記エラー対応処理において、前記ヒータの抵抗値を測定する頻度を増やす。これによって、その後のヒータの劣化をより確実に検出することができる。前記コントローラは、前記エラー対応処理において、前記ヒータへの出力のスルーレートを低下させる。これによって、ヒータの劣化を抑制することができる。 As a preferred example, the controller increases the frequency of measuring the resistance value of the heater in the error handling process. As a result, it is possible to more reliably detect subsequent deterioration of the heater. The controller reduces the slew rate of the output to the heater in the error handling process. Thereby, deterioration of the heater can be suppressed.
好ましくは、前記コントローラは、予め設定されている値に対する前記ヒータの抵抗値の変化が10%以上の範囲において、前記ヒータを不良抵抗と判定する。これによって、より確実にヒータのオープン/ショートによるエラーを未然に防ぐことができる。 Preferably, the controller determines the heater as a defective resistance when a change in the resistance value of the heater with respect to a preset value is 10% or more. As a result, errors due to heater open / short can be prevented more reliably.
好ましくは、前記コントローラは、さらに前記ヘッド素子部の読み出し振幅を参照して前記ヒータの抵抗不良を判定する。これによって、より正確な抵抗不良判定を行うことができる。さらに、前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外である場合及び前記ヒータの抵抗値が前記基準範囲内にあって前記読み出し振幅の変化が基準外である場合に、前記エラー対応処理を行う。 Preferably, the controller further determines a resistance failure of the heater with reference to a read amplitude of the head element unit. Thereby, more accurate resistance defect determination can be performed. Further, the controller performs the error handling process when the resistance value of the heater is outside the reference range and when the resistance value of the heater is within the reference range and the change in the read amplitude is outside the reference range. Do.
好ましくは、前記コントローラは、さらに前記ヘッド素子部の読み出したデータのエラー・レートを参照して前記ヒータの抵抗不良を判定する。これによって、より正確な抵抗不良判定を行うことができる。前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外である場合及び前記ヒータの抵抗値が前記基準範囲内にあって前記エラー・レートの変化が基準を超える場合に、前記エラー対応処理を行う。 Preferably, the controller further determines resistance failure of the heater with reference to an error rate of data read by the head element unit. Thereby, more accurate resistance defect determination can be performed. The controller performs the error handling process when the resistance value of the heater is out of a reference range and when the resistance value of the heater is within the reference range and the change in the error rate exceeds the reference.
本発明の他の態様は、回転するディスク上を浮上するスライダと、そのスライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、を備えるディスク・ドライブ装置における制御方法である。この方法は、前記ヒータの抵抗値を予め設定されたタイミングで測定し、前記測定した抵抗値を参照して前記ヒータが抵抗不良かを判定し、抵抗不良であると判定した場合に、そのエラー対応処理を行う。ヒータの抵抗値をモニタし、抵抗不良である場合にそのエラー対応処理を行うことで、ヒータ抵抗の経年劣化によるエラーを低減することができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a slider that floats on a rotating disk, a head element portion disposed on the slider, and a head element portion disposed on the slider that protrudes due to thermal expansion. And a heater for adjusting the clearance of the disk drive device. In this method, the resistance value of the heater is measured at a preset timing, the resistance value is determined with reference to the measured resistance value, and if it is determined that the resistance is defective, the error is detected. Perform response processing. By monitoring the resistance value of the heater and performing an error handling process when the resistance is defective, errors due to deterioration of the heater resistance over time can be reduced.
本発明によれば、ヘッド−ディスク間のクリアランスを調整するヒータ抵抗の経年劣化によるエラーを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce an error due to aged deterioration of the heater resistance that adjusts the clearance between the head and the disk.
以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ(HDD)を例として、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the duplication description is abbreviate | omitted as needed for clarification of description. In the following, embodiments of the present invention will be described by taking a hard disk drive (HDD) as an example of a disk drive device as an example.
本形態の特徴的な点の一つは、ディスク・ドライブ装置のTFC(Thermal Fly height Control)における、ヒータの抵抗不良判定及びそれに対するエラー対応処理である。TFCは、スライダ上のヒータからの熱による熱膨張によってヘッド素子部と記録ディスクとのクリアランスを調整する。本形態のHDDは、このヒータ抵抗値を測定し、抵抗不良の場合に、それに対するエラー対応処理を実行する。これによって、ヒータの劣化を抑制し、あるいは、TFCが十全に行われない場合におけるエラーを低減する。 One of the characteristic points of the present embodiment is the heater resistance failure determination and error handling processing for it in TFC (Thermal Fly height Control) of the disk drive device. The TFC adjusts the clearance between the head element portion and the recording disk by thermal expansion due to heat from the heater on the slider. The HDD according to this embodiment measures the heater resistance value, and executes an error handling process for the resistance failure. Thereby, deterioration of the heater is suppressed, or an error when TFC is not sufficiently performed is reduced.
本実施形態の特徴点の理解を容易とするため、最初に、HDDの全体構成の概略を説明する。図1は、本実施の形態に係るHDD1の全体構成を模式的に示すブロック図である。図1に示すように、HDD1は、密閉されたエンクロージャ10内に、記録ディスク(記録媒体)の一例である磁気ディスク11、ヘッド・スライダ12、アーム電子回路(AE:Arm Electronics)13、スピンドル・モータ(SPM)14、ボイス・コイル・モータ(VCM)15、アクチュエータ16そして温度検出器19を備えている。
In order to facilitate understanding of the feature points of this embodiment, first, an outline of the entire configuration of the HDD will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the
HDD1は、さらに、エンクロージャ10の外側に固定された回路基板20を備えている。回路基板20上には、リード・ライト・チャネル(RWチャネル)21、モータ・ドライバ・ユニット22、ハードディスク・コントローラ(HDC)とMPUの集積回路(以下、HDC/MPU)23及びRAM24などの各ICを備えている。尚、各回路構成は一つのICに集積すること、あるいは、複数のICに分けて実装することができる。
外部ホスト51からのユーザ・データは、HDC/MPU23によって受信され、RWチャネル21、AE13を介して、ヘッド・スライダ12によって磁気ディスク11に書き込まれる。また、磁気ディスク11に記憶されているユーザ・データはヘッド・スライダ12によって読み出され、そのユーザ・データは、AE13、RWチャネル21を介して、HDC/MPU23から外部ホスト51に出力される。
The
User data from the
磁気ディスク11は、SPM14に固定されている。SPM14は所定の角速度で磁気ディスク11を回転する。HDC/MPU23からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット22がSPM14を駆動する。本例の磁気ディスク11は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド・スライダ12が設けられている。各ヘッド・スライダ12は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。本形態のヘッド・スライダ12は、加熱によってヘッド素子部を突出させ、その磁気ディスク11との間のクリアランス(浮上高)を調整するTFCのためのヒータを備えている。ヘッド・スライダ12の構造については、後に図2を参照して詳述する。
The
各ヘッド・スライダ12はアクチュエータ16の先端部に固定されている。アクチュエータ16はVCM15に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ12を回転する磁気ディスク11上においてその半径方向に移動する。モータ・ドライバ・ユニット22は、HDC/MPU23からの制御データ(DACOUTと呼ぶ)に従ってVCM15を駆動する。なお、磁気ディスク11は、1枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク11の片面あるいは両面に形成することができる。
Each
AE13は、複数のヘッド素子部12の中から磁気ディスク11へのアクセスを行う1つのヘッド素子部12を選択し、選択されたヘッド素子部12により再生される再生信号を一定のゲインで増幅し、RWチャネル21に送る。また、RWチャネル21からの記録信号を選択されたヘッド素子部12に送る。AE13は、さらに、ヒータへ電流(電力)を供給し、その電流量を調節する調節回路として機能する。
The
RWチャネル21は、リード処理において、AE13から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データ及びサーボ・データは、HDC/MPU23に供給される。また、RWチャネル21は、ライト処理において、HDC/MPU23から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してAE13に供給する。
In the read process, the
HDC/MPU23において、MPUはRAM24にロードされたマイクロ・コードに従って動作する。HDD1の起動に伴い、RAM24には、MPU上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク11あるいはROM(不図示)からロードされる。HDC/MPU23は、リード/ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド素子部12のポジショニング制御(サーボ制御)、インターフェース制御、ディフェクト管理、エラーが発生した場合のERPなど、データ処理に関する必要な処理及びHDD1の全体制御を実行する。特に、本形態のHDC/MPU23はTFCのヒータ抵抗測定及びその測定値が不良抵抗を示す場合のエラー対応処理を行う。この点については後述する。
In the HDC /
次に、本形態におけるTFCヘッド・スライダ12構成について説明を行う。図2は、ヘッド・スライダ12の空気流出端面(トレーリング側端面)121近傍におけるその一部構成を示す断面図である。磁気ディスク11は、図2の左から右に向かって回転する。ヘッド・スライダ12は、ヘッド素子部122とヘッド素子部122を支持するスライダ123とを備えている。なお、本形態のTFCは垂直磁気記録、水平磁気記録の双方のHDDに適用することができる。
Next, the configuration of the
ヘッド素子部122は、磁気ディスク11との間で磁気データを読み書きする。ヘッド素子部122は、リード素子32とそのトレーリング側のライト素子31とを備えている。ライト素子31は、ライト・コイル311を流れる電流で磁極312間に磁界を発生し、磁気データを磁気ディスク11に記録するインダクティブ素子である。リード素子32は磁気抵抗型の素子であって、磁気異方性を有する磁気抵抗素子32aを備え、磁気ディスク11からの磁界によって変化するその抵抗値によって磁気ディスク11に記録されている磁気データを読み出す。
The
ヘッド素子部122は、スライダ123を構成するアルチック(AlTiC)基板に、メッキ、スパッタ、研磨などの薄膜形成プロセスを用いて形成される。磁気抵抗素子32aは、磁気シールド33a、bによって挟まれており、ライト・コイル311は絶縁膜313で囲まれている。また、ヘッド素子部122はライト素子31とリード素子32の周囲にアルミナなどの保護膜34を備え、ヘッド素子部122全体はその保護膜34で保護されている。ライト素子31およびリード素子32の近傍には、薄膜で形成された抵抗体によるヒータ124が薄膜プロセスを用いて形成されている。本例において、ヒータ124は、ヘッド素子部122の反磁気ディスク11側に位置している。パーマロイを使用した薄膜抵抗体を蛇行させ、間隙はアルミナで埋めてヒータ124を形成することができる。
The
AE13がヒータ124に電流を流すと(電力を供給すると)、ヒータ124の熱によってヘッド素子部122の近傍が突出変形する。非加熱時において、ヘッド・スライダ12のABS面は、S1で示される形状であり、ヘッド素子部122と磁気ディスクとの間の距離であるクリアランスは、C1で示されている。ヒータ124加熱時における突出形状S2を、図2に破線で模式的に示す。ヘッド素子部122が磁気ディスク11に近づき、このときのクリアランスC2は、クリアランスC1よりも小さい。なお、図2は概念図であり、寸法関係は正確ではない。例えば、突出面形状S2はナノメートル・オーダ(数ナノメートル)の突出量である。
When the
TFCによるヘッド素子部122の膨張と拡張を繰り返すことによって、ヒータ124材料が熱膨張・熱収縮によって金属疲労を起こし、ヒータ124の断線や、エレクトロマイグレーションによるショートが起こりうる。また、ヒータ124とその周囲の部材との境界において、材料の違いによるクラックが発生することがある。ヒータ124がオープン/ショートを起こすと、HDD1はTFCを実行することができず、ユーザ・データのリード/ライトに支障が生ずる。従って、ヒータ124がオープン/ショートを起こす前に、HDD1はヒータ124の異常の傾向を検出し、それに対応した処理を行うことが要求される。
By repeatedly expanding and expanding the
本形態のHDD1は、ヒータ124の抵抗値を予め設定されたタイミングで測定する。抵抗値が予め設定されている不良抵抗値を示す場合、HDD1はそれに対応したエラー対応処理を実行する。具体的には、図3のブロック図に示すように、TFC制御部231がヒータ124の抵抗値測定、及び、抵抗値がエラーを示す場合に対応するエラー対応処理の実行を制御する。
The
マイクロ・コードに従って動作するMPUがTFC制御部231として機能する、あるいは、HDC/MPU23内の一部のハードウェア回路とマイクロ・コードに従って動作するMPUとの組み合わせによって、TFC制御部231を実装することができる。また、HDC/MPU23は、RW処理部232としても機能する。典型的には、HDC/MPU23内の一部のハードウェア回路とマイクロ・コードに従って動作するMPUとの組み合わせが、RW処理部232として機能する。
The MPU that operates according to the micro code functions as the
TFC制御部231は、HDD1におけるTFC全体を制御する。具体的には、サーミスタなどの温度検出器19が検出した検出温度(TEMPERATURE)に従って、AE13のレジスタにヒータ124への出力値(OUTPUT VALUE)を設定する。AE13は、ヒータ124を駆動する駆動回路を有し、設定された出力値の出力(HEATER CURRENT)をヒータ124に供給する。典型的には、AE13は、ヒータ124を定電流駆動もしくは定電圧駆動する。つまり、AE13は、TFC制御部231が設定した一定の電流もしくは一定の電圧をヒータ124に供給する。このほか、AE13は、出力が一定電力となるようにヒータ124を駆動してもよい。なお、ヒータ124への出力は、温度の他、リード/ライトの処理によっても変化させる。
The
TFC制御部231は、予め設定されたタイミングでヒータ124の抵抗値の測定を実行する。具体的には、AE13がヒータ124の抵抗値を測定する測定回路を有している。TFC制御部231は、所定のタイミングでAE13をテスト・モードにセット(MODE SET)し、ヒータ124の抵抗値を測定することを指示する。TFC制御部231は、AE13の制御レジスタに設定データをセットすることで、AE13に抵抗値測定を要求する。AE13は、TFC制御部231からの要求に応答して、ヒータ124の抵抗値を測定する。
The
ヒータ124の抵抗値を測定するタイミングの好ましい例として、TFC制御部231は、HDD1の電源が投入されたパワー・オン・リセット(POR)時に抵抗値を測定する。あるいは、TFC制御部231はHDD1の使用時間を計測し、その計測時間が予め設定されている時間に達すると、ヒータ124の抵抗値測定を開始することができる。この他、特定温度領域における使用時間を参照して、TFC制御部231は抵抗値測定を行ってもよい。
As a preferable example of the timing for measuring the resistance value of the
TFC制御部231は、ヘッド・スライダ12の各ヒータ抵抗値を同時に、あるいは、それぞれ異なるタイミングに測定することができる。例えば、TFC制御部231は、各ヘッド・スライダ12の使用時間を計測し、各使用時間が予め設定された設定時間に達すると、そのヘッド・スライダ12のみのヒータ抵抗値を測定する。
The
図4のフローチャートを参照して、AE13は、ヒータ124の抵抗値を測定すると、その測定値を自らのレジスタに保存する(S11)。TFC制御部231はAE13のレジスタにアクセスして、ヒータ抵抗の測定値(RESISTANCE VALUE)を取得する。TFC制御部231は、取得した抵抗測定値が、予め定められた基準範囲内にあるか判定する(S12)。抵抗測定値が基準範囲内にあるときは(S12におけるYES)、そのまま処理が終了する。抵抗測定値が基準範囲外にあるとき(S12におけるNO)、TFC制御部231は、抵抗不良に対したエラー対応処理を実行する(S13)。
Referring to the flowchart of FIG. 4, when the
エラー対応処理の一つとして、TFC制御部231は、ホスト51にTFCヒータ124の抵抗値に異常(抵抗不良)が検出されたことを通知する(ALERT)。例えば、TFC制御部231は、HDC/MPU23内のレジスタに抵抗不良の検出及びその状態を示すデータを格納する。ホスト51は、所定のタイミングそのレジスタを参照して、ヒータ抵抗の異常が生じたことを知ることができる。
As one of the error handling processes, the
抵抗不良の好ましい判定基準として、TFC制御部231は、ヒータ124の抵抗値がその初期抵抗値から10%以上変化している範囲においては、抵抗不良によるエラー発生を未然に防止する点からさらに好ましくは、TFC制御部231は、測定値が初期抵抗値から5%以上変化している範囲においては抵抗不良と判定する。なお、測定値もしくは初期値を、温度検出器19の検出温度に応じて補正、変更しもよい。
As a preferable criterion for determining a resistance failure, the
図5は、ヒータ抵抗の実際の測定値を示すグラフである。複数のヘッド・スライダに対して加速試験を行い、そのヒータ124の抵抗値の変化を測定した。具体的には、図5に示すように、ヒータ124に供給するパワーを徐々に増加し、供給したパワーに対するヒータ抵抗値を測定した。測定は、複数のヘッド・スライダについて行った。
FIG. 5 is a graph showing actual measured values of the heater resistance. An acceleration test was performed on a plurality of head sliders, and a change in resistance value of the
図5のグラフから理解されるように、各初期値を100%とする場合、抵抗値は95%まで徐々に減少し、その後、95%から85%まで急激に変化する。抵抗値が85%まで低下すると、断線により抵抗値が無限大となる故障モードが存在する。従って、抵抗初期値の90%以下に低下している領域では、TFC制御部231は抵抗不良と判定し、ホスト51に警告を行うことが好ましい。また、より信頼性を高めるためには、抵抗値が急激な変化を開始する95%以下の領域においては、少なくとも、TFC制御部231は抵抗不良と判定することが好ましい。
As understood from the graph of FIG. 5, when each initial value is set to 100%, the resistance value gradually decreases to 95%, and then rapidly changes from 95% to 85%. When the resistance value decreases to 85%, there is a failure mode in which the resistance value becomes infinite due to disconnection. Therefore, it is preferable that the
なお、少なくとも90%もしくは95%以下の領域にある場合に抵抗不良と判定すればよく、例えば、97%を基準値として、それ以下の領域を抵抗不良と判定してもよい。しかし、警告が頻発することをさけるため、基準値は大きすぎないことが重要である。従って、90%もしくは95%を基準値として、TFC制御部231は抵抗測定値と基準値を比較し、抵抗測定値が基準値以下にある場合に、抵抗不良と判定することもできる。
Note that it may be determined that the resistance is defective when the area is at least 90% or 95% or less. For example, 97% may be used as a reference value, and the area below that may be determined as resistance failure. However, in order to avoid frequent warnings, it is important that the reference value is not too large. Accordingly, the
エラー対応処理の好ましい一例は、ヒータ124の抵抗値の測定頻度の増加である。TFC制御部231は、抵抗値の測定時間間隔を短縮する、あるいは、これまで測定していなかったタイミングにおける測定を開始する。例えば、不良判定前に、TFC制御部231が、規定使用時間経過毎に測定を行っている場合、不良判定後、PORにおいても測定を行う、あるいは、測定のための規定使用時間を短縮する。これによって、その後の抵抗値の急激な変化を見逃す可能性を低減することができる。
A preferred example of the error handling process is an increase in the measurement frequency of the resistance value of the
エラー対応処理の好ましい他の例は、ヒータ124への出力のスルーレート制御である。ヒータ124の劣化を軽減するためには、ヒータ124への出力のスルーレートを低くすることが好ましい。スルーレートは、AE13からヒータ124への出力の立ち上がりもしくは立下りの速さに相当する。高いスルーレートにおいて、ヒータ124への電流及び電圧の立ち上がりもしくは立下りが早い。一方、低いスルーレートにおいて、ヒータ124への電流及び電圧の立ち上がりもしくは立下りが遅い。
Another preferred example of the error handling process is slew rate control of the output to the
具体的には、AE13からヒータ124への出力が変化を開始してから、その飽和値に達するまでの時間で、スルーレートを表すことができる。例えば、定電流駆動の立ち上がりにおいて、AE13が電流を流し始めてからその飽和値に達するまでの時間によって、立ち上がりにおけるスルーレートを定義することができる。同様に、定電流駆動の立ち下がりにおいて、AE13の出力電流が減少を始めてからその飽和値、つまり0レベルに達するまでの時間によって、立ち下がりにおけるスルーレートを定義することができる。定電圧駆動の場合は、その電圧値で定義することができる。
Specifically, the slew rate can be expressed by the time from when the output from the
図3に示すように、抵抗不良と判定すると、TFC制御部231は、AE13の設定レジスタに、より低いスルーレート値(SLEW RATE)をセットする。AE13は、その設定に従ったスルーレートで、ヒータ124に電流/電圧を出力する。スルーレートを下げることで、ヒータ124の劣化を抑制することができる。
As shown in FIG. 3, when it is determined that the resistance is defective, the
あるいは、所定条件下におけるエラー対応処理において、ライト・アンド・ベリファイ処理を行うことが好ましい。ライト・アンド・ベリファイ処理は、ユーザ・データを磁気ディスク11の記録面に書き込んだ後に、ユーザ・データが正確に書き込まれているかを確認する。HDC/MPU23は、ホスト51への通知(警告)に加えて、あるいは、それを行うことなくライト・アンド・ベリファイ処理を行う。
Alternatively, it is preferable to perform a write and verify process in an error handling process under a predetermined condition. In the write and verify process, after the user data is written on the recording surface of the
ヒータ124の抵抗値が変化する場合、ヒータ124の駆動方法によって、ヘッド素子部122の突出量が変化する。具体的には、定電流駆動の場合、抵抗値の低下はヒータ・パワーの低下となり、突出量が減少する。一方、定電圧駆動の場合、抵抗値の増加はヒータ・パワーの低下となり、突出量が減少する。従って、各駆動方法におけるこれらのエラー条件においては、HDC/MPU23は、ライト・アンド・ベリファイ処理を行うことが好ましい。
When the resistance value of the
具体的には、図3を参照して、TFC制御部231は、抵抗不良と判定すると、その判定結果をリード・ライト処理部(RW処理部)232に通知する。RW処理部232は、ユーザ・データのリード/ライトの処理を制御、実行する。ライトにおいて、RW処理部232は、ホスト51から取得したユーザ・データ(DATA)を、RAM24内のバッファ241に一旦格納し、その後、バッファ241からユーザ・データを取り出して、RWチャネル21に転送する。RWチャネル21に転送されたデータは、AE13を介してヘッド・スライダ12に転送され、ヘッド・スライダ12がターゲットのアドレス(セクタ)に、データを書き込む。リードにおいて、RW処理部232は、RWチャネル21から取得したユーザ・データをバッファ241に格納する。その後、RW処理部232はバッファ241からユーザ・データを取り出して、ホスト51に転送する。
Specifically, with reference to FIG. 3, when the
抵抗不良の通知を受けたRW処理部232は、予め定められた条件において、ライト・アンド・ベリファイ処理を行う。好ましくは、温度検出器19の検出温度が予め設定された基準温度以下の場合に、ライト・アンド・ベリファイ処理を行う。低温領域において、データの書き込み不足、特に書き込み初期におけるプアオーバーライトがおきやすい一方、ライト・アンド・ベリファイ処理はHDD1のパフォーマンスの低下につながりうるからである。
The
ライト・アンド・ベリファイ処理において、RW処理部232は、ユーザ・データを磁気ディスク11に書き込んだ後に、書き込んだデータをヘッド素子部12によって読み出す。RW処理部232は、RWチャネル21から取得した読み出しデータと、バッファ241に保存してあるデータとを比較し、磁気ディスク11に正確にユーザ・データが書き込まれていることを確認する。正確にデータが書き込まれていない場合には、RW処理部232は、ライト処理を再実行する。なお、実際に磁気ディスク11から読み出すデータは、書き込んだデータの全てもしくはその一部とすることができる。書き込み初期のエラーが多いことから、書き込み初期の一部のデータのみを比較して、書き込み判定を行ってもよい。なお、環境温度に関わらずライト・アンド・ベリファイ処理を行ってもよい。
In the write and verify process, the
上述の抵抗変化とは逆に、定電流駆動において、抵抗値の増加はヒータ・パワーの増加となり、突出量が増加する。一方、定電圧駆動において、抵抗値の減少はヒータ・パワーの増加となり、突出量が増加する。従って、各駆動方法におけるこれらの抵抗エラー条件においては、ヒータ124に供給する電流値もしくは電圧値を小さくすることが好ましい。なお、抵抗値が無限大(基準値以上)の場合、オープン状態であるので、ヒータ124は機能しない。従って、この場合においても、上述のようにライト・アンド・ベリファイ処理を行うことが好ましい。
Contrary to the resistance change described above, in constant current driving, an increase in resistance value results in an increase in heater power, and the amount of protrusion increases. On the other hand, in the constant voltage drive, the decrease in the resistance value increases the heater power, and the protrusion amount increases. Accordingly, it is preferable to reduce the current value or voltage value supplied to the
上述の例において、TFC制御部231は抵抗測定値のみを参照して、エラー対応処理の実行の有無を決定するが、他の条件も合わせて参照することは、好ましい態様の一つである。好ましい態様の一つにおいて、TFC制御部231は、読み出したユーザ・データのエラー・レートを参照する。
In the above example, the
図6のブロック図に示すように、RW処理部232内のECC処理部233は、ユーザ・データに対してECC処理を実行する。ライト処理において、ECC処理部233は、ホスト51からのデータに対してECC(Error Checking Code)を付加する。ECCを付加されたデータは、RWチャネル21に転送される。また、リード処理において、ECC処理部233はRWチャネル21から転送されたデータのECCを使用してエラー訂正処理を実行し、エラー訂正したデータをバッファ241に格納する。
As shown in the block diagram of FIG. 6, the
リードにおけるエラー訂正処理において、ECC処理部233は、エラー・レート、つまり、符号語あたりの訂正ビット数(誤りビット数)をカウントする。TFC制御部231は、このエラー・レートを表すデータをECC処理部から取得して、それに従ってエラー対応処理の実行の有無を決定する。具体的には、TFC制御部231はエラー・レートの初期値に対するエラー・レートの変化を特定し、その変化に応じてエラー対応処理の実行の有無を決定する。初期値は、例えば、出荷前の製造段階において、HDD1に登録しておくことができる。
In the error correction processing in reading, the
好ましい一態様について、図7のフローチャートを参照して説明する。TFC制御部231は、測定抵抗値に対する二つの基準範囲を使用する。例えば、TFC制御部231は、5%未満の抵抗値変化を第1基準範囲とする。また、2%未満の抵抗値変化を第2基準範囲として使用する。第2基準範囲は、第1基準範囲内におけるより狭い範囲となっている。図6を参照して、AE13がヒータ抵抗値を測定すると(S21)、TFC制御部231は、測定した抵抗値が第1基準範囲内にあるか判定する、つまり初期値から5%以上変化しているか(していないか)を判定する(S22)。抵抗値が5%以上変化している場合(S22におけるNO)、TFC制御部231は、エラー対応処理を実行することを決定し、HDC/MPU23がそれを実行する(S25)。
A preferred embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The
測定した抵抗値が第1基準範囲内にある、つまり、抵抗値の変化が5%未満である場合(S22におけるYES)、TFC制御部231は、測定した抵抗値が第2基準範囲(2%未満)にあるかを判定する(S23)。抵抗値の変化が第2基準範囲にある場合、つまり、測定した抵抗値変化が2%未満である場合、エラー対応処理を行うことなく処理が終了する(S25)。この変化は測定誤差もしくはヒータ124が正常な範囲であると考えられるからである。
When the measured resistance value is within the first reference range, that is, when the change in resistance value is less than 5% (YES in S22), the
抵抗値の変化が第2基準範囲にない場合、つまり、測定した抵抗値変化が2%以上5%未満である場合、TFC制御部231は、エラー・レートを参照する。TFC制御部231は、初期値からのエラー・レートの変化を特定し、予め設定された基準以上エラー・レートが悪化しているかを判定する(S24)。エラー・レートの変化が基準範囲内にあるとき(S24におけるYES)、エラー対応処理を行うことなく処理が終了する(S25)。エラー・レートが基準以上の悪化を示しているとき(S24におけるNO)、HDC/MPU23がエラー対応処理を実行する(S25)。
When the change in resistance value is not within the second reference range, that is, when the measured change in resistance value is 2% or more and less than 5%, the
以上のように、抵抗値に加えてエラー・レートを参照することによって、より確実かつ正確にヒータ124の抵抗不良を判定することができる。特に、抵抗値について複数の基準範囲を使用し、緩やかな基準範囲においてエラー・レートを併せて参照することで、ヒータ124のオープン/ショートを未然に防ぐことができる。なお、TFC制御部231は、エラー・レートもしくはその変化を直接表すデータではなく、間接的にそれを表すデータによってエラー・レートを参照してもよい。また、温度条件によって、エラー・レートもしくは基準範囲に補正を行ってもよい。これは、下のユーザ・データの読み出し振幅について同様である。
As described above, by referring to the error rate in addition to the resistance value, the resistance failure of the
好ましい態様の他一つにおいて、TFC制御部231は、抵抗測定値に加えて、読み出したユーザ・データの読み出し振幅を参照する。TFC制御部231は、AE13のレジスタから振幅値を取得すること、あるいは、RWチャネル21からVGA(Variable Gain Amplifier)のゲイン値(図6におけるVGA)を取得することで、読み出し振幅を知ることができる。TFC制御部231は、ヒータ124の測定抵抗値の変化と、読み出し振幅の変化が同一方向にあるかを特定する。これらの変化が同一方向にある場合、TFC制御部231はエラー対応処理を実行することを決定する。
In another preferred embodiment, the
例えば、定電流駆動において、ヒータ抵抗の増加はクリアランスの減少を意味する。従って、読み出し振幅は、増加することが予想される。一方、ヒータ抵抗の減少はクリアランスの増加を意味する。従って、読み出し振幅は、減少することが予想される。 For example, in constant current driving, an increase in heater resistance means a decrease in clearance. Therefore, the read amplitude is expected to increase. On the other hand, a decrease in heater resistance means an increase in clearance. Therefore, the read amplitude is expected to decrease.
定電圧駆動において、ヒータ抵抗の増加はクリアランスの増加を意味する。従って、読み出し振幅は、減少することが予想される。一方、ヒータ抵抗の減少はクリアランスの減少を意味する。従って、読み出し振幅は、増加することが予想される。TFC制御部231は、例えば、製造段階において登録される読み出し振幅の初期値を測定値と比較して、その変化の方向及び変化量を特定することができる。
In constant voltage driving, an increase in heater resistance means an increase in clearance. Therefore, the read amplitude is expected to decrease. On the other hand, a decrease in heater resistance means a decrease in clearance. Therefore, the read amplitude is expected to increase. For example, the
TFC制御部231は、各ヒータ駆動方法において、ヒータ抵抗と読み出し振幅の変化が同一方向にあるときに、抵抗不良が起きていると判定する。好ましくは、TFC制御部231は、エラー・レートを参照した判定のように、抵抗値に関する複数の基準範囲を有し、そのうちの一部の範囲における抵抗値の判定において、併せて読み出し振幅を参照する。具体的な処理方法について、図8のフローチャートを参照して説明する。
In each heater driving method, the
図8において、ステップS31からステップS33までの工程は、図7におけるステップS21からステップS23までの工程と同様である。抵抗値の変化が第2基準範囲外である場合(S23におけるNO)、TFC制御部231は、読み出し振幅を参照し、基準範囲内にあるか判定する(S34)。例えば、TFC制御部231は、RWチャネル21がVGAゲイン値を取得して初期値を比較し、その値の変化が基準範囲内にあるか判定する。上述のように、基準範囲は、ヒータ124の駆動方法によって異なる。また、抵抗値の変化の方向、つまり、増加しているか減少しているかによって異なる範囲となる。読み出し振幅の変化が基準範囲内にあるときは(S34におけるYES)、エラー対応処理を行うことなく処理が終了し、読み出し振幅の変化が基準範囲外にあるときは(S34におけるNO)、HDC/MPU23がエラー対応処理を実行する(S35)。
In FIG. 8, the process from step S31 to step S33 is the same as the process from step S21 to step S23 in FIG. When the change in the resistance value is outside the second reference range (NO in S23), the
具体的には、定電流駆動においてヒータ抵抗が増加した場合、読み出し振幅が基準以上増加していると、TFC制御部231は抵抗不良と判定する。一方、ヒータ抵抗が減少している場合、読み出し振幅が基準以上減少していると、TFC制御部231は、抵抗不良と判定する。定電圧駆動において、ヒータ抵抗が増加した場合、読み出し振幅が基準以上減少していると、TFC制御部231は抵抗不良と判定する。一方、ヒータ抵抗が減少している場合、読み出し振幅が基準以上減少していると、TFC制御部231は読み出し振幅が基準以上増加していると、TFC制御部231は、抵抗不良と判定する。
Specifically, when the heater resistance increases in constant current driving, if the read amplitude increases beyond the reference, the
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、リード素子あるいはライト素子のみを備えるヘッド・スライダを実装するHDDに、あるいは、HDD以外のディスク・ドライブ装置に上述のTFCの各例を適用することも可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated taking preferable embodiment as an example, this invention is not limited to said embodiment. A person skilled in the art can easily change, add, and convert each element of the above-described embodiment within the scope of the present invention. For example, each of the above TFC examples can be applied to an HDD in which a head slider including only a read element or a write element is mounted, or to a disk drive device other than the HDD.
1 ハードディスク・ドライブ、10 エンクロージャ、11 磁気ディスク
12 ヘッド・スライダ、14 スピンドル・モータ、15 ボイス・コイル・モータ
s16 アクチュエータ、19 温度検出器、20 回路基板
21 リード・ライト・チャネル、22 モータ・ドライバ・ユニット
23 ハードディスク・コントローラ/MPU、24 RAM、31 ライト素子
32 リード素子、32a 磁気抵抗素子、33a、b シールド、34 保護膜
51 ホスト、121 トレーリング側端面、122 ヘッド素子部、123 スライダ
124 ヒータ、231 TFC制御部、232 リード・ライト処理部
241 バッファ、311 ライト・コイル、312 磁極、313 絶縁膜
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記スライダに配置されたヘッド素子部と、
前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、
前記ヒータの抵抗値を予め設定されたタイミングで測定する測定回路と、
前記測定した抵抗値を参照して前記ヒータが抵抗不良かを判定し、抵抗不良である場合にそのエラー対応処理を行うコントローラと、
を備えるディスク・ドライブ装置。 A slider that floats on a rotating disk;
A head element portion disposed on the slider;
A heater that is disposed on the slider and adjusts a clearance between the disk by projecting the head element portion by thermal expansion;
A measurement circuit for measuring the resistance value of the heater at a preset timing;
A controller that determines whether the heater has a resistance failure with reference to the measured resistance value, and performs error handling processing when the resistance is defective,
A disk drive device comprising:
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller notifies the host of a resistance failure of the heater in the error handling process.
The disk drive device according to claim 1.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller performs confirmation processing of user data written by the head element unit in the error handling processing.
The disk drive device according to claim 1.
前記コントローラは、前記温度検出器の検出温度が基準温度以下である場合に、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う、
請求項3に記載のディスク・ドライブ装置。 A temperature detector,
The controller performs confirmation processing of user data written by the head element unit when the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than a reference temperature.
The disk drive device according to claim 3.
前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外に低下した場合、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う、
請求項3に記載のディスク・ドライブ装置。 The heater is driven at a constant current,
The controller, when the resistance value of the heater has fallen outside the reference range, performs a confirmation process of user data written by the head element unit,
The disk drive device according to claim 3.
前記コントローラは、前記ヒータの抵抗値が基準範囲外に増加した場合、前記ヘッド素子部が書き込んだユーザ・データの確認処理を行う、
請求項3に記載のディスク・ドライブ装置。 The heater is driven at a constant voltage,
When the resistance value of the heater increases outside the reference range, the controller performs confirmation processing of user data written by the head element unit.
The disk drive device according to claim 3.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller increases the frequency of measuring the resistance value of the heater in the error handling process.
The disk drive device according to claim 1.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller reduces the slew rate of the output to the heater in the error handling process.
The disk drive device according to claim 1.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller determines the heater as a defective resistance in a range where a change in the resistance value of the heater with respect to a preset value is 10% or more.
The disk drive device according to claim 1.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller further refers to a read amplitude of the head element unit to determine a resistance failure of the heater;
The disk drive device according to claim 1.
請求項1に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller further determines a resistance failure of the heater with reference to an error rate of data read from the head element unit,
The disk drive device according to claim 1.
請求項10に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller performs the error handling process when the resistance value of the heater is outside the reference range and when the resistance value of the heater is within the reference range and the change in the read amplitude is outside the reference range.
The disk drive device according to claim 10.
請求項11に記載のディスク・ドライブ装置。 The controller performs the error handling process when the resistance value of the heater is outside the reference range and when the resistance value of the heater is within the reference range and the change in the error rate exceeds the reference.
The disk drive device according to claim 11.
前記ヒータの抵抗値を予め設定されたタイミングで測定し、
前記測定した抵抗値を参照して前記ヒータが抵抗不良かを判定し、
抵抗不良であると判定した場合に、そのエラー対応処理を行う、方法。 A slider that floats on a rotating disk, a head element portion disposed on the slider, and a heater that is disposed on the slider and projects the head element portion by thermal expansion to adjust a clearance between the disk, and A control method in a disk drive device comprising:
Measure the resistance value of the heater at a preset timing,
Refer to the measured resistance value to determine whether the heater has a resistance failure,
A method of performing error handling processing when it is determined that the resistance is defective.
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